US-Forscher entwerfen Selbstheilungsprozess für Schaltkreise

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Im Zeitalter von immer komplexeren integrierten Schaltkreisen rentieren sich Reperatureingriffe bei Mikrochips heute nur im seltensten Fall. Bricht etwa ein kleiner Schaltkreis in einem Chip aufgrund mechanischer Belastung, wird meistens die gesamte Einheit ausgetauscht. Wissenschaftler der University of Illinois haben nun ein einfaches Verfahren entwickelt, mit welchem sich gebrochene Leiterbahnen selbst reparieren können und wodurch die Lebensdauer elektronischer Schaltungen deutlich verlängert werden soll.

Das Team rund um den Luft- und Raumfahrttechnik-Professor Scott White und Nancy Sotos, Professorin für Materialwissenschaften, verwendet dazu eine Technik, welche sie bereits zuvor für selbstheilende Polymerstoffe entworfen hatten. Entlang der einzelnen Leiterbahnen werden Mikrokapseln mit flüssigem Metall plaziert. Die Größe der Kapseln beträgt dabei nur etwa einen hundertstel Millimeter.

Bricht nun eine der Leiterbahnen, so platzen auch die darüberliegenden Mikrokapseln auf und verteilen das flüssige Metall innerhalb der Bruchstelle. Auf diese Weise kann die Leitfähigkeit innerhalb kürzester Zeit wiederhergestellt werden.

In einer Vielzahl verschiedener Experimente konnten die Forscher eine Erfolgsquote von 90 Prozent erreichen. „Dieses automatische Heilungssystem zeigt das Potential für nachhaltigere elektronische Geräte mit erhöhter Fehlertoleranz, verbesserter Zuverlässigkeit von Schaltkreisen und einer erweiterten Nutzungsdauer“, heißt es in dem vom Forscherteam veröffentlichten Artikel.

Zu Beginn wolle man sich darauf konzentrieren, die Sicherheit und Haltbarkeit von Akkus zu verbessern. Doch auch eine Anwendung in Smartphones und Computern sei denkbar. Inwiefern jeweilige Hersteller da mitspielen sei jedoch dahingestellt. Denn welches Unternehmen will denn schon Geräte haben, die länger als zwei Jahre halten.

[via ZDNet]

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  1. Für den consumer electronics Markt aufgrund der kurzen Produktzyklen eher uninteressant, jedoch kann ich mir diese Technik in der Luft- und Raumfahrt gut vorstellen, wo Bauteile weitaus länger halten müssen.

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